Forskere realiserer højeffektiv frekvenskonvertering på integreret fotonisk chip

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Forskere realiserer højeffektiv frekvenskonvertering på integreret fotonisk chip

Abstract:
Et team ledet af prof. GUO Guangcan og prof. ZOU Changling fra University of Science and Technology i Kina fra det kinesiske videnskabsakademi realiserede effektiv frekvenskonvertering i mikroresonatorer via en degenereret sum-frekvensproces og opnåede cross-band frekvenskonvertering og forstærkning af konverteret signal ved at observere de kaskadede ikke-lineære optiske effekter inde i mikroresonatoren. Undersøgelsen blev offentliggjort i Physics Review Letters.

Forskere realiserer højeffektiv frekvenskonvertering på integreret fotonisk chip

Hefei, Kina | Udgivet den 23. april 2021

Kohærent frekvenskonverteringsproces har bred anvendelse i klassiske og kvanteinformationsfelter såsom kommunikation, detektion, sansning og billeddannelse. Som en bro, der forbinder bølgebånd mellem fibertelekommunikation og atomovergang, er kohærent frekvensomdannelse en nødvendig grænseflade for distribueret kvanteberegning og kvantenetværk.

Integreret ikke-lineær fotonisk chip skiller sig ud på grund af dens betydelige teknologiske fremskridt med at forbedre ikke-lineære optiske effekter ved at mikroresonatorer forbedrer lys-stof-interaktionen sammen med andre fordele som lille størrelse, stor skalerbarhed og lavt energiforbrug. Disse gør integrerede ikke-lineære fotoniske chips til en vigtig platform til effektivt at dække optisk frekvens og realisere andre ikke-lineære optiske effekter.

Imidlertid kræver den on-chip resonansforstærkede kohærente frekvenskonvertering flere (tre eller flere) tilstande af fasetilpasningstilstand blandt forskellige bølgelængder, hvilket pålægger enhedens design, fremstilling og modulering betydelige udfordringer. Især i anvendelsen af atom- og molekylærspektroskopi gør den iboende fejl forårsaget af nanofabrikationsteknik af integrerede ikke-lineære fotoniske chips, at mikroresonatorens resonansfrekvens er svær at matche den atomare overgangsfrekvens.

Forskerne i denne undersøgelse foreslog en ny ordning for højeffektiv kohærent frekvenskonvertering, der kun kræver den to-mode fasetilpasningstilstand via en degenereret sum-frekvensproces. De opnåede præcis tuning af frekvensvinduet (FW): grov tuning ved at justere enhedens temperatur med et tuningområde på 100 GHz; finjustering med MHz-niveau baseret på tidligere arbejde med al-optisk termisk kontrol i et integreret mikrohulrum.

Resultaterne viste, at den bedst opnåede effektivitet var op til 42% under fotontalkonverteringen fra 1560 nm bred til 780 nm bred bølgelængde, hvilket indikerer en frekvensjusteringsbåndbredde over 250GHz. Dette tilfredsstillede sammenkoblingen af telekommunikationsfotoner og rubidium (Rb) atomer.

Desuden verificerede forskerne eksperimentelt kaskadede χ(2) og Kerr ikke-lineære optiske effekter inde i en enkelt mikroresonator for at forstærke det konverterede signal, som tidligere blev forsømt. Den højeste konverteringseffektivitet var således potentialet til at opnå over 100 % gennem justering af enhedsfabrikationsparametre, der samtidig opfylder signalkonverterede og forstærkede.

Denne undersøgelse giver en ny måde til effektiv on-chip frekvenskonvertering, hvilket er ekstremt vigtigt for on-chip kvanteinformationsbehandling.

####

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Jane FAN Qiong
86-551-636-07280

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: